自上而下方法评定测量不确定度的简介（二）

三、偏移的不确定度评定方法

正确性没有具体的数值, 可以偏移表示其大小。偏移指系统误差的估计值, 通过将测量均值减去参考值获得, 其参考值主要来自于CRM、参考测量程序、回收实验和EQA数据等[ 3, 24]。

(一) 与CRM比较

1. 以标准差与CRM自身不确定度评定偏移的不确定度 AMC[ 5]首次提出用CRM或已赋值的质控品评定偏移的不确定度, 公式为ub=sx2+ucref2,其中sx为测量值的标准差, ucref为CRM的自身不确定度 (在CRM的说明书中, 都会提供CRM的扩展不确定度, 将此转变为标准不确定度即为ucref)。当ucref为sx的1/10时, 可忽略不计。该评定方法未考虑测量均值与CRM值间的偏移。

2. 以偏移、标准误与CRM自身不确定度评定偏移的不确定度 在AMC方法的基础上, Nordtest[ 13]考虑到测量均值与CRM值间的偏移(b),已改正提出偏移的不确定度为ub=b2+sx2n+ucref2,式中n为测量次数。FASAC[ 18]与CNAS[ 22]对该评定方法均表示认同。目前CLSI[ 20]与CNAS[ 22]还认为当偏移可修正或不明显时, 偏移的不确定度可为ub=ucref2+sx2n。

3. 多个CRM比较评定偏移的相对不确定度 同时Nordtest[ 13]还考虑到应用多个CRM评定偏移的不确定度, 首先计算CRM的自身相对不确定度(ucref, rel)和相对偏移(brel),然后得到ucref, rel的均值以及相对偏移的均方根RMSb, rel=∑bret2n, 偏移的相对不确定度为ub, ret=ucref, rel+RMSb, rel2。

因CRM价格昂贵以及购买困难, 同时又有可能受其存在的基体效应的影响, 所以限制了其在医学实验室评定偏移的应用。

(二) 与参考测量程序比较

1. 利用偏移的标准误和测量方法的标准差评定偏移的不确定度 CLSI[ 20]计算b以及偏移的标准差sb,偏移的不确定度为ub=sb2n+sx2。根据偏移的定义, 该计算方法未涉及方法学偏移, 也未考虑参考测量程序的不确定度。

2. 以偏移、CV和参考测量程序自身不确定度评定偏移的相对不确定度 沈蕾等[ 24, 28]提出偏移的相对不确定度ub, rel=brel2+CV2+ucref, rel2,其中CV为常规方法的变异系数,ucref, rel为参考测量程序相对不确定度。该方法评定了参考测量程序本身的不确定度、实验室方法偏移以及实验室测量程序的不精密度, 所以该评定方法具有一定的合理性。

参考测量程序的方法学较精准但对实验室的要求较高, 一般实验室很难建立参考测量程序, 所以实际应用不广。

(三) 与回收实验数据比较

1.以偏移、标准液自身不确定度和加样枪不确定度评定偏移的不确定度 Nordtest[ 13]提出计算6次回收率均值与真值 (理想的回收率的真值应为100%)的偏移(b),偏移的不确定度为ub=b2+ucref2+uvol2,式中uvol是加样器的不确定度。FASAC[ 17]也推荐使用该评定方法, 该方法没有考虑到实验室测量程序不精密度。

2. 以测量值的标准误与标准液或参考测量程序的自身不确定度评定偏移的不确定度 Barwick等[ 29]计算回收率的均值m=xcref,偏移的不确定度为ub=m×sx2n×2+(ucrefxcref)2,式中是常规方法的测量均值, xcref为CRM值。或通过参考测量程序和常规方法至少测量5次计算偏移的不确定度。Patriarca等[ 11]以Barwick的方法评定了多个CRM偏移的不确定度, 并以其均值为偏移的不确定度.

ub=u (Rm1)2+u (Rm2)2+…+u (Rmn)2n。

利用回收率评定不确定度一般适用于分析化学实验室, 因为可得到纯度较高的参考物质。而医学实验室一般分析人体体液 (如血清),因此纯物质或溶液并不适合医学实验室, 所以医学实验室很少利用回收实验评定偏移的不确定度。

(四) 与EQA数据比较

1. 以偏移与偏移的标准误评定偏移的相对不确定度 王治国等[ 21]计算brel和相对偏移的标准误s=∑ni=1 (brel,i-rel)2n-1,得到偏移的相对不确定度为ub=(brel2)2+s2。该计算方法来自芬兰的Labquality工作小组[ 30],其不足点在于未考虑靶值自身不确定度。

2. 以标准误和靶值自身不确定度评定偏移的不确定度 Eurolab[ 15]建议当已知EQA样本值时, 偏移的不确定度为ub=sx2m+ucref2,式中m为参加EQA的实验室数;当EQA样本靶值来自实验室间测量值时, 则偏移的不确定度为ub=sx2m+scref2mcref,式中scref为与EQA样本靶值确认相关的所有测量值的标准差,mcref为与EQA样本靶值确认相关的所有实验室数目。

3. 以权重系数计算靶值自身不确定度评定偏移的相对不确定度 Dimech等[ 14]联合多个实验室测量EQA样本, 得到偏移的相对不确定度为ub, rel=B×urel2+ucref, rel2,其中测量均值与靶值的比值B=xxcref,测量值的相对不确定度urel=uxx,测量值的不确定度ux=sxn,而靶值的相对不确定度ucref, rel=ucrefxcref,可通过计算权重系数Wlabm=nmsm2得到靶值的不确定度ucref=1Wlab1+Wlab2+…+Wlabm以及靶值xcref=Wlab1x1+Wlab2x2+…+WlabmxmWlab1+Wlab2+…+Wlabm。

4. 以实验室方法偏移与靶值自身不确定度评定偏移的相对不确定度 Nordtest[ 13]计算实验室方法相对偏移RMSb, rel,以每次EQA的CV计算靶值自身相对不确定度ucref, rel=∑ni=1 (CV/m) n,偏移的相对不确定度为ub, rel=RMS2b, rel+u2cref, rel。该评定方法得到Eurolab[ 16]、FASFC[ 18]和CNAS[ 22]等组织的认同, 是目前较为普遍应用的计算方法。

Nordtest建议环境实验室应用10次EQA数据 (至少6次)[ 13],我们分析了2年医学实验室的EQA数据, 发现偏移至少需要10次合格的数据。张晓红等[ 31]应用该方法评定不确定度, 并提出需要评定校准品的不确定度。我们认为校准品的不确定度已包含在了偏移组分中, 不需要对校准品的不确定度进行额外评定。

四、小结

随着不确定度评定方法研究的深入, 人们越来越重视与生命息息相关的医学实验室不确定度的评定。因IQC数据包含了有关不精密度的多个影响因素, 且EQA是医学实验室评定偏移的不确定度的重要方式[ 3],在医学实验室应用IQC与EQA数据的自上而下评定不确定度方法具有较好的前景。

参考文献
[1] Joint Committee for Guides in Metrology. International vocabulary of basic and general terms in metrology [S]. JCGM, 2012.
[2] Joint Committee for Guides in Metrology. Guide to the expression of uncertainty in measurement[S]. JCGM, 2008.
[3] EURACHEM/CITAC. Quantifying uncertainty in analytical measurement [S]. EURACHEM/CITAC, 2012.
[4] 居 漪, 金大鸣, 周华文, 等. 临床化学（血清葡萄糖）测定中测量不确定度评估的探讨[J]. 检验医学, 2006, 21(2): 178-180. 
[5] Analytical Methods Committee. Uncertainty of mea-surement: implications of its use in analytical science [J]. Analyst, 1995, 120: 2303 -2308. 
[6] Maroto A, Boqueè R, Riu J, et al. evaluating uncertainty in routine analysis[J]. Trends in Analytical Chemistry, 1999, 18: 577- 584. 
[7] Kristiansen J. Description of a generally applicable model for the evaluation of uncertainty of measurement in clinical chemistry[J]. Clin Chem Lab Med, 2001, 39(10): 920-931.
[8] linko S, Ornemark U, Kessel R, et al. evaluation of uncertainty of measurement in routine clinical chemistry-applications to determination of the substance concentration of calcium and glucose in serum[J]. Clin Chem Lab Med, 2002, 40(4): 391-398.
[9] Krouwer JS. Critique of the guide to the expression of uncertainty in measurement method of estimating and reporting uncertainty in diagnostic assays[J]. Clin Chem, 2003, 49(1): 1818-1821.
[10] Kristiansen J. The guide to expression of uncertainty in measurement approach for estimating uncertainty: an appraisal[J]. Clin Chem, 2003, 49(1): 1822-1829.
[11] Patriarca M, Castelli M, Corsetti F, et al. Estimate of uncertainty of measurement from a single laboratory validation study application to the determination of lead in blood[J]. Clin Chem, 2004, 50(8): 1396-1405.
[12] White GH, Farrance I, AACB Uncertainty of Measurement Working Group. Uncertainty of measurement in quantitative medical testing: a laboratory implementation guide [J]. Clin Biochem Rev, 2004, 25(4): S1-S24. 
[13] Nordic Innovation Center. Hand book for calculation of measurement uncertainty in environmental laboratories [S]. Nordtest, 2011. 
[14] Dimech W, Francis B, Kox J, et al. Calculating uncertainty of measurement for serology assays by use of precision and bias[J]. Clin Chem, 2006, 52(3): 526-529.
[15] Eurolab. Guide to the evaluation of measurement uncertainty for quantitative test results [S]. Eurolab, 2006.
[16] Eurolab. Measurement uncertainty revisited: alternative approaches to uncertainty evaluation [S]. Eurolab, 2007. 
[17] White GH. Basics of estimating measurement uncertainty[J]. Clin Biochem Rev, 2008, 29(Suppl 1): S53-S60.
[18] Federal Agency for the Safety of the Food Chain (FASFC). Estimating measurement uncertainty in quantitative chemical analysis [S]. FASFC, 2008.
[19] Westgard JO. Managing quality vs. measuring uncertainty in the medical laboratory [J]. Clin Chem Lab Med, 2010, 48(1): 31-40. 
[20] Clinical and Laboratory Stand ards Institute. expression of measurement uncertainty in laboratory medicine [S]. C51-A, CLSI, 2012.
[21] 王治国, 王 薇, 李小鹏. 测量不确定度及其在临床检验中应用[J]. 中国卫生统计, 2005, 22(2): 85-86.
[22] 中国合格评定国家认可委员会. 医学实验室-测量不确定度的评定与表达 [S]. CNAS, 2012.
[23] 刘文彬, 居 漪. 常规化学项目总误差和不确定度比较研究[J]. 检验医学, 2012, 27(12): 1002-1006.
[24] 王惠民. 临床实验室管理学 [M]. 北京: 高等教育出版社, 2012: 57-67.
[25] Clinical and Laboratory Stand ards Institute. evaluation of precision performance of quantitative measurement methods [S]. EP5-A2, CLSI, 2004.
[26] International Stand ardization Organization. Medical laboratories-calculation and expression of measurement uncertainty [S]. ISO, 2008.
[27] 杨志钊, 黄福达, 缪丽韶, 等. 红细胞、白细胞、血红蛋白测定的不确定度评定[J]. 检验医学, 2009, 24(9): 676-678.
[28] 沈 蕾, 王建新, 季伙燕, 等. 常规法测定不同GGT催化活性的不确定度评定[J]. 临床检验杂志, 2011, 29(9): 650-652.
[29] Barwick VJ, Ellison SLR. Development and harmonisation of measurement uncertainty principles-Part (d): protocol for uncertainty evaluation from validation data [M]. London: LGC (Teddington) Limited, 2000: 16-19.
[30] 王大建, 王惠民. 临床实验室管理学 [M]. 第1版. 北京: 科学出版社, 2004: 81-83. 
[31] 张晓红, 刘向祎, 文江平, 等. 利用“室内质控和室间质评”数据评估临床生化检验中的测量不确定度[J]. 中华检验医学杂志, 2012, 35(5): 457-462.